地?zé)崮艿难芯烤C述

齊晶晶，席 靜，王 靜，梁 斌

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，能源的短缺問(wèn)題以及造成的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)成為了當(dāng)今世界面臨的巨大難題之一，所以世界各國(guó)都致力于開(kāi)發(fā)研究新的清潔型能源來(lái)減輕傳統(tǒng)能源的壓力。其中地?zé)崮茉匆蚱鋬?chǔ)量豐富，開(kāi)發(fā)清潔的顯著特征，受到越來(lái)的越多的國(guó)家重視，所以如何合理地開(kāi)發(fā)和利用地?zé)崮茉淳哂袠O其深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。本文將主要介紹地?zé)崮茉吹奶攸c(diǎn)及其利用技術(shù)的進(jìn)展。

1 地?zé)崮茉吹母攀?/h2>

1.1 什么是地?zé)崮茉?/h3>

所謂地?zé)崮?，就是地下熱能，即以熱量形式存在于地下的能源，它是?lái)自與地球內(nèi)部的能量，詳細(xì)說(shuō)來(lái)源于地球的熔融巖漿和放射性元素衰變時(shí)發(fā)出的熱量，可以分為淺層地?zé)崮芎蜕顚拥責(zé)崮?。地?zé)崮芸梢砸禄鹕奖l(fā)，甚至可以引發(fā)地震，可見(jiàn)其蘊(yùn)含的能量是十分巨大的。地?zé)崮苁强稍偕茉?，不?huì)排放污染大氣的氣體，對(duì)環(huán)境十分友好。在我國(guó)，把高于150 ℃的地?zé)崮茉捶Q之為高溫地?zé)幔梢杂糜诎l(fā)電；把低于150℃的地?zé)崮茉捶Q之為低溫地?zé)?，這一部分地?zé)崮茉纯梢杂糜诰用窆┡?、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖、洗浴(分為旅游和醫(yī)療)等[1]。

1.2 地?zé)崮茉吹奶攸c(diǎn)

新能源中的太陽(yáng)能和風(fēng)能雖然也屬于清潔型可持續(xù)利用的能源，但是利用的過(guò)程中，是及其不穩(wěn)定性，而地?zé)崮苁窍鄬?duì)比較持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的可再生能源，所以科學(xué)家一直致力于研究開(kāi)發(fā)利用地?zé)崮芤詼p輕傳統(tǒng)的化石能源的消耗壓力。

1.3 地?zé)崮茉吹姆植?/h3>

全球地?zé)崮茉醇蟹植荚诨鹕胶偷卣鸲喟l(fā)區(qū)，也就是構(gòu)造板塊邊緣一帶，所以在全球很多地區(qū)分布很廣，應(yīng)用也很廣泛。而且地?zé)崮茉词强稍偕哪茉?，前提是地?zé)崮茉吹奶崛∷俣纫陀谀茉吹脑偕俣?。我?guó)的地?zé)崮茉磧?chǔ)量相對(duì)比較豐富，總儲(chǔ)存量大約占全球地?zé)崮茉磧?chǔ)量的7.9%，其中可以開(kāi)采利用地?zé)崮茉磧?chǔ)量的能量相當(dāng)于4626.5億t標(biāo)準(zhǔn)燃煤[2]。

1.4 地?zé)崮茉吹姆诸?/h3>

按照儲(chǔ)存形式，可以把地?zé)豳Y源分成4類：第一類是儲(chǔ)存在地下100～4500 m，也就是地球淺處的，可以肉眼直接看見(jiàn)的熱水或者水蒸氣，這一類稱之為熱水型；第二類是儲(chǔ)存在地下3～6 km，也就是處在某些大型沉積盆地深處的高溫、高壓流體，這一類稱之為地壓地?zé)崮?，這類地?zé)崮茉赐ǔ?huì)含有大量的甲烷氣體。第三類是干熱巖體形式存在的能源，稱之為干熱巖地?zé)崮?，這類地?zé)崮茉词怯捎谔厥獾刭|(zhì)構(gòu)造條件造成的，雖然溫度很高，但是水分很少，甚至無(wú)水。第四類是儲(chǔ)存在在高溫熔融巖漿體中的大量熱能，被稱之為巖漿熱能[3]。

在我國(guó)按照地?zé)崴臏囟葘⒌責(zé)崮芊譃槿?，溫度高?50 ℃稱之為高溫型，此類地?zé)崮茉粗饕糜诘責(zé)岚l(fā)電；溫度低于90 ℃稱之為低溫型，溫度介于90～150 ℃稱之為中溫型，低溫型和中溫型地?zé)崮茉粗饕糜诘責(zé)嶂苯永谩?/p>

2 地?zé)崮茉吹睦?/h2>

根據(jù)地?zé)崮茉戳黧w的溫度不同，可以利用的方式也不同。可以直接發(fā)電利用的是在200～400 ℃范圍內(nèi)；可以用在制冷、工業(yè)干燥、工業(yè)熱加工的是在150～200 ℃范圍內(nèi)；可以用在供暖、脫水加工、回收鹽類、罐頭食品的是在100～150 ℃范圍內(nèi)；可以用在溫室、家庭用熱水的是在50～100 ℃范圍內(nèi)；可以用在沐浴、水產(chǎn)養(yǎng)殖、飼養(yǎng)牲畜、土壤加溫的范圍是20～50 ℃。而在我國(guó)，現(xiàn)階段地?zé)崮艿睦弥饕性诘責(zé)岚l(fā)電，地?zé)岵膳?，以及種植和養(yǎng)殖業(yè)[4]。

2.1 地?zé)崮茉窗l(fā)電

根據(jù)地?zé)崮茉戳黧w的溫度、壓力及其水、汽品質(zhì)的不同，將地?zé)岚l(fā)電的方式分成以下直接蒸汽法和熱水型兩大類。其中直接蒸汽法型地?zé)岚l(fā)電是把地?zé)峋械母邷卣羝〕?，?jīng)過(guò)凈化分離去除雜質(zhì)(主要是井下的巖屑和水滴)，然后將清潔后的蒸汽引入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)作功，使發(fā)電機(jī)組發(fā)電。這種類型的發(fā)電方式所采用的發(fā)電設(shè)備與通常的火力發(fā)電設(shè)備無(wú)二[5]。

2.2 地?zé)峁┡?/h3>

僅次于地?zé)岚l(fā)電的地?zé)崂梅绞骄褪堑責(zé)峁┡?，即將地?zé)崮苤苯佑糜诓膳?、供熱和供熱水。在我?guó)北方地區(qū)此種方式深受人們的歡迎，因?yàn)榇朔N利用方式簡(jiǎn)單直接，而且可以節(jié)約煤炭資源，減輕環(huán)境污染，同時(shí)地?zé)崴疁乇容^穩(wěn)定，故而供暖質(zhì)量高。

2.3 地?zé)徂r(nóng)業(yè)利用

地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊，利用地?zé)崮芸梢詾檗r(nóng)業(yè)溫室供暖，與此同時(shí)，地?zé)崴懈缓牡V物質(zhì)元素還可以為生物提供所需的養(yǎng)分。地?zé)崮茉纯梢杂糜诜N植經(jīng)濟(jì)型的瓜果類、菜類、食用菌、花卉等。

2.4 地?zé)峁I(yè)利用

地?zé)崮茉诠I(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍也十分廣泛，可以將地?zé)崮茉从糜诠に囘^(guò)程。在我國(guó)，干燥、紡織、造紙、制革等行業(yè)中都會(huì)利用到地?zé)崮茉磻?yīng)用。其中，地?zé)崦撍稍锸卟思捌渌偈呈称范紝儆谥苯永玫責(zé)岬牡責(zé)岣稍锂a(chǎn)品范疇內(nèi)。

2.5 地?zé)後t(yī)療

地?zé)崮茉丛卺t(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人的前景。因?yàn)榈責(zé)崴睾卸喾N對(duì)人體有益的礦物成分和化學(xué)元素，被視為一種寶貴的資源。而且地?zé)崴苯訌牡叵绿崛〉降孛?，屬于集熱、礦、水三位一體的溫泉水源，是具有清潔、醫(yī)療和保健作用的資源，所以在一定程度上具有一定的醫(yī)療效果[6]。

3 開(kāi)發(fā)利用地?zé)崮茉吹囊饬x

地?zé)豳Y源無(wú)論是在新能源的探索上還是環(huán)境的保護(hù)上都是極具發(fā)展前途的一種資源。就目前新能源發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，地?zé)崮苁悄壳凹夹g(shù)所能達(dá)到的唯一可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源能源發(fā)電的穩(wěn)定能源，是將來(lái)世界上最有價(jià)值的能源之一，所以地?zé)崮艿陌l(fā)展將會(huì)給人類以新的生機(jī)[7]。

4 地?zé)崮茉撮_(kāi)發(fā)利用過(guò)程中存在的問(wèn)題

在地?zé)崮茉吹拈_(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，首先要考慮到的就是可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，由于目前大多數(shù)人對(duì)地?zé)豳Y源的綜合利用價(jià)值以及系統(tǒng)化產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)利用的意義認(rèn)識(shí)不足，所以地?zé)崮茉吹拈_(kāi)發(fā)效率低下，利用率不足，資源浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。而另一方面就是環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，在地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，要考慮到水體、空氣、土壤污染，以及熱污染，甚至開(kāi)發(fā)過(guò)程中引發(fā)的地面沉降問(wèn)題等等。所以對(duì)待這些問(wèn)題，都需要有合理、合法的管理及運(yùn)營(yíng)體制，保障地?zé)豳Y源合理有效地利用[8]。

5 地?zé)崮茉撮_(kāi)發(fā)利用的前景

地?zé)崮茉醋鳛榭稍偕Y源之一，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著舉足輕重的地位，合理開(kāi)發(fā)利用地?zé)崮芫哂袠O其重要的意義和廣闊的發(fā)展前景。所以未來(lái)對(duì)地?zé)崮茉吹拈_(kāi)發(fā)利用中，更多地需要我們根據(jù)現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，全面地合理地更加經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)利用，取得良好的環(huán)境和社會(huì)效益。而且，相信在未來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的相關(guān)技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟，越來(lái)越高端，所以科學(xué)家會(huì)發(fā)現(xiàn)更多可以利用的地?zé)崮茉础?/p>